PCB-Neuigkeiten - Der Einfluss der Leiterplattenbearbeitung auf die Impedanzsteuerung

Unser Land ist in einer günstigen Situation mit wirtschaftlichem Aufbau als Zentrum und Reform und Öffnung. Die jährliche Wachstumsrate der Elektronikindustrie wird 20%. Die technologische Revolution und der industrielle Strukturwandel in der weltweiten Elektronikindustrie bringen neue Chancen und Herausforderungen an die Entwicklung von Leiterplatten. Mit der Entwicklung der Miniaturisierung, Digitalisierung, Hochfrequenz und Multifunktion elektronischer Geräte, gedruckte Schaltungen, als Metalldrähte in elektrischen Verbindungen in elektronischen Geräten, sind nicht nur eine Frage, ob Strom fließt oder nicht, sondern dienen auch als Signalübertragungsleitungen. Wirkung. Das heißt, für den elektrischen Test der Leiterplatte, die für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen und digitalen Hochgeschwindigkeitssignalen verwendet wird, ist es notwendig, nicht nur zu messen, ob die Schaltungskontinuität und der Kurzschluss die Anforderungen erfüllen, sondern auch zu messen, ob der charakteristische Impedanzwert innerhalb des angegebenen qualifizierten Bereichs liegt. Nur wenn beide Richtungen qualifiziert sind, erfüllt die Platine die Anforderungen.

Die von der Leiterplatte bereitgestellte Schaltungsleistung muss in der Lage sein, Reflexionen während der Signalübertragung zu verhindern, das Signal intakt zu halten, Übertragungsverluste zu reduzieren und die Rolle der passenden Impedanz zu spielen, so dass ein vollständiges, zuverlässiges, genaues, störungsfreies und rauschfreies Übertragungssignal erhalten werden kann. In diesem Artikel wird die charakteristische Impedanzsteuerung der in der Praxis üblichen Mehrschichtplatte der Oberflächenmikrostreifenstruktur diskutiert.

1. Oberflächenmikrostreifenlinie und charakteristische ImpedanzDie charakteristische Impedanz der Oberflächenmikrostreifenlinie ist relativ hoch und wird in der Praxis weit verbreitet. Seine äußere Schicht ist die Signalleitungsoberfläche, die die Impedanz steuert. Es ist von der angrenzenden Bezugsebene durch Isoliermaterialien getrennt. Die Berechnung der charakteristischen Impedanz Die Formel lautet:

a. MicrostripZ={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] wo W die Linienbreite ist, T die Kupferdicke der Spur und H die Spur zur Referenzebene Abstand, Er ist die dielektrische Konstante des Leiterplattenmaterials. Diese Formel muss angewendet werden, wenn 0.1<(W/H)<2.0 und 1<(Er)<15.

b. striplineZ=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(0.8W+T)]} wobei H der Abstand zwischen den beiden Bezugsebenen ist und die Spur sich in der Mitte der beiden Bezugsebenen befindet. Diese Formel muss angewendet werden, wenn W/H<0,35 und T/H<0,25

Aus der Formel kann ersichtlich werden, dass die Hauptfaktoren, die die charakteristische Impedanz beeinflussen, (1) dielektrische Konstante Er, (2) dielektrische Dicke H, (3) Drahtbreite W und (4) Drahtkupferdicke T sind. Daher ist die charakteristische Impedanz und das Substratmaterial. Die Beziehung zwischen kupferplattierter Platine) ist sehr eng, so dass die Wahl des Substratmaterials im PCB-Design sehr wichtig ist.

Das obige ist eine Einführung in den Einfluss der Leiterplattenverarbeitung auf Impedanzsteuerung und -lösungen. Ipcb wird auch Leiterplattenherstellern und Leiterplattenherstellungstechnologie zur Verfügung gestellt.

2. Die dielektrische Konstante des Materials und seine EinflussDie dielektrische Konstante des Materials wird vom Hersteller des Materials mit einer Frequenz von 1Mhz bestimmt. Das gleiche Material, das von verschiedenen Herstellern produziert wird, unterscheidet sich aufgrund des unterschiedlichen Harzgehalts. Diese Studie nimmt Epoxidglasgewebe als Beispiel, um den Zusammenhang zwischen der Dielektrizitätskonstante und der Frequenzänderung zu untersuchen. Die dielektrische Konstante nimmt mit zunehmender Frequenz ab. Daher sollte in praktischen Anwendungen die Dielektrizitätskonstante des Materials entsprechend der Betriebsfrequenz bestimmt werden. Generell kann der Durchschnittswert verwendet werden, um die Anforderungen zu erfüllen. Die Signalübertragungsgeschwindigkeit im dielektrischen Material nimmt mit dem Anstieg der dielektrischen Konstante ab. Um daher eine hohe Signalübertragungsgeschwindigkeit zu erhalten, muss die Dielektrizitätskonstante des Materials reduziert werden, und gleichzeitig muss eine hohe Übertragungsgeschwindigkeit erreicht werden. Verwenden Sie einen hohen Kennwiderstandswert, und ein hoher Kennwiderstandswert muss ein niedriges dielektrisches Konstantmaterial wählen.

3. Der Einfluss von Drahtbreite und -dickenDie Drahtbreite ist einer der Hauptparameter, die die charakteristische Impedanzänderung beeinflussen. Die Abbildung verwendet die Oberflächenmikrostreifenlinie als Beispiel, um die Beziehung zwischen Impedanzwert und Drahtbreite zu veranschaulichen. Es kann von der Abbildung gesehen werden, dass, wenn sich die Drahtbreite um 0.025mm ändert, der Impedanzwert um 5-6 Ohms ändert. In der tatsächlichen Produktion, wenn 18μm Kupferfolie verwendet wird, um die Impedanz der Signalleitungsoberfläche zu steuern, die zulässige Drahtbreite Variationstoleranz Es ist ±0.015mm. Wenn die Toleranz der Steuerimpedanzänderung 35μm Kupferfolie ist, ist die zulässige Toleranz der Drahtbreite Variation 0.025mm. Es kann gesehen werden, dass die zulässige Drahtbreitenänderung in der Produktion eine große Änderung des Impedanzwertes verursacht. Die Breite wird vom Designer entsprechend einer Vielzahl von Designanforderungen bestimmt. Es muss nicht nur die Anforderungen der Drahttragfähigkeit und des Temperaturanstiegs erfüllen, sondern auch den gewünschten Impedanzwert erhalten. Dies setzt voraus, dass der Hersteller während der Produktion sicherstellen muss, dass die Linienbreite den Konstruktionsanforderungen entspricht und sie innerhalb des Toleranzbereichs ändert, um die Impedanzanforderungen zu erfüllen. Die Dicke des Drahtes wird auch entsprechend der erforderlichen Stromtragfähigkeit des Leiters und dem zulässigen Temperaturanstieg bestimmt. Um die Anforderungen der Verwendung in der Produktion zu erfüllen, beträgt die Dicke der Beschichtungsschicht im Allgemeinen 25μm im Durchschnitt, und die Dicke des Drahtes ist gleich der Dicke der Kupferfolie plus der Dicke der Beschichtungsschicht. Es sollte beachtet werden, dass vor dem Galvanisieren die Oberfläche des Drahtes sauber sein muss und es keine Rückstände und Reparaturölschwarz geben sollte, was dazu führt, dass das Kupfer während der Galvanisierung nicht plattiert wird, was die Dicke des lokalen Drahtes ändert und den charakteristischen Impedanzwert beeinflusst. Darüber hinaus müssen Sie beim Bürsten vorsichtig sein und nicht die Dicke des Drahtes infolgedessen ändern, was zu einer Änderung des Impedanzwertes führt.

4. Der Einfluss von mittlerer Dicke HIt kann aus der Formel gesehen werden, dass die charakteristische Impedanz proportional zum natürlichen Logarithmus der dielektrischen Dicke ist. Daher kann man sehen, dass je dicker die dielektrische Dicke, desto größer der Impedanzwert, so dass die dielektrische Dicke ein weiterer Hauptfaktor ist, der den charakteristischen Widerstandswert beeinflusst. Da die Drahtbreite und die Dielektrizitätskonstante des Materials vor der Produktion bestimmt wurden, können die Anforderungen des Drahtdickenprozesses auch als fester Wert verwendet werden, so dass die Steuerung der Laminatdicke (dielektrische Dicke) die Hauptmethode ist, um die charakteristische Impedanz in der Produktion zu steuern. Aus der Abbildung kann der Zusammenhang zwischen dem charakteristischen Impedanzwert und der Änderung der dielektrischen Dicke gezogen werden. Aus der Abbildung kann man sehen, dass, wenn sich die Dicke des Mediums um 0,025mm ändert, dies eine entsprechende Änderung des Impedanzwertes von +5-8 Ohms verursacht. Im eigentlichen Produktionsprozess bewirkt die zulässige Änderung der Dicke jeder Schicht, dass sich der Impedanzwert stark ändert. Große Veränderung. In der tatsächlichen Produktion werden verschiedene Arten von Prepregs als Isoliermedium ausgewählt, und die Dicke des Isoliermediums wird anhand der Anzahl der Prepregs bestimmt. Nehmen Sie als Beispiel die Oberflächenmikrostreifenlinie: beziehen Sie sich während des Produktionsprozesses auf das Bild. Bestimmen Sie die dielektrische Konstante des Isoliermaterials mit der entsprechenden Betriebsfrequenz, und verwenden Sie dann die Formel, um den entsprechenden Impedanzwert zu berechnen, und dann entsprechend dem Drahtbreitenwert und dem Impedanzwert, der vom Benutzer vorgeschlagen wird, finden Sie die entsprechende dielektrische Dicke durch die Grafik, und dann entsprechend dem ausgewählten Die Dicke des kupferplattierten Laminats und der Kupferfolie bestimmt den Typ und die Anzahl der Prepregs.

Aus der Abbildung ist ersichtlich, dass das Design der Mikrostreifenlinienstruktur einen höheren charakteristischen Impedanzwert als das Streifendesign unter der gleichen dielektrischen Dicke und dem gleichen Material aufweist, im Allgemeinen 20Ω-40Ω. Daher wird das Mikrostreifen-Linienstrukturdesign hauptsächlich für die Hochfrequenz- und Hochgeschwindigkeits-digitale Signalübertragung verwendet. Gleichzeitig steigt der charakteristische Impedanzwert mit zunehmender Dicke des Mediums. Daher sollten für Hochfrequenzschaltungen mit streng kontrollierten charakteristischen Impedanzwerten strenge Anforderungen an den Fehler der dielektrischen Dicke des kupferplattierten Laminats gestellt werden. Im Allgemeinen ändert sich die dielektrische Dicke des kupferplattierten Laminats nicht mehr als 10%. Bei der Mehrschichtplatte ist die dielektrische Dicke immer noch ein Prozess. Auch Faktoren, die besonders eng mit der Mehrschichtlaminierung zusammenhängen, sollten genau kontrolliert werden.

5 Schlussfolgerung In der tatsächlichen Produktion bewirkt eine leichte Änderung der Breite und Dicke des Drahtes, der Dielektrizitätskonstante des Isoliermaterials und der Dicke des Isoliermediums, dass sich die charakteristische Impedanz ändert. Darüber hinaus wird die charakteristische Impedanz auch mit anderen Produktionsfaktoren in Verbindung gebracht, so dass, um die charakteristische Impedanz zu erreichen Steuerproduzenten die Faktoren verstehen müssen, die die charakteristische Impedanzwertänderung beeinflussen, die tatsächlichen Produktionsbedingungen beherrschen und jeden Prozessparameter entsprechend den Anforderungen des Designers anpassen müssen, um die Änderung innerhalb des zulässigen Toleranzbereichs vorzunehmen, um den gewünschten Impedanzwert zu erhalten.